1)金属的铸造性能
金属在铸造生产中,所呈现的工艺性能称为铸造性能。它是保证铸件质量的重要因素。金属的铸造性能主要有流动性和收缩性。
(1)流动性。熔融金属的流动能力称为流动性。流动性好的金属液,充填铸型能力强,易于获得外形完整、尺寸准确或壁薄而复杂的铸件。影响金属流动性的主要因素有:
①不同成分的金属具有不同的流动性。常用铸造合金中,灰铸铁流动性最好,铝硅合金、硅黄铜次之,铸钢最差。
②浇注温度。适当提高浇注温度,可使金属黏度降低。但过高的浇注温度,又会导致金属总收缩量增加和吸收气体过多,造成缩孔等缺陷。因此,浇铸温度不宜过高或过低。
(2)收缩性。金属在冷却时体积缩小的性能称为收缩性。金属的收缩可分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩三部分。其中液态收缩是在高温状态下发生,只会造成铸型冒口部分金属液面的降低;凝固收缩会造成缩松、缩孔等现象;固态收缩受到阻碍时,则产生铸造内应力。
2)常用金属的铸造性能
常用的铸造金属有铸铁、铸钢、铜合金、铝合金等。各种铸造金属由于化学成分不同,在铸造工艺中表现出不同的特性。(www.xing528.com)
(1)铸铁的铸造性能。铸铁具有良好的铸造性。它熔点较低,对砂型的耐火度要求不高;流动性良好,可浇注形状复杂的薄壁铸件;由于熔点低和良好的流动性,可以减少气孔、砂眼、冷隔和浇不足等缺陷。
①灰铸铁。在常用的各种铸铁中,灰铸铁的铸造性能最好,几乎集中了上述全部优点。因而灰铸铁件的铸型对型砂要求不高,很少设置冒口(只要出气冒口即可)。除大型铸件外一般都可用湿型浇注,设备简单,操作方便,生产率很高。
②可锻铸铁。它是由白口铸铁经石墨化退火而成。由于白口铸铁中碳、硅含量较低,熔点高(约1 300℃),流动性差,收缩大,易产生冷隔、浇不足、缩孔、缩松及裂纹等缺陷,对形状复杂的薄壁铸件,应采取高温浇注,定向凝固,增设冒口和提高砂型的退让性等措施。
③球墨铸铁。由于通过球化处理后,铁液温度下降,因此流动性也有所降低。球墨铸铁的液态收缩和凝固收缩较大,容易形成缩孔和缩松。因而在铸造工艺上应采用快速浇注,定向凝固,加大内浇道和增设冒口等措施。由于金属液中硫化镁(MgS)与砂型中的水分作用生成硫化氢(H2S)气体,易产生气孔,因此,必须严格控制含硫量及型砂中的水分。
(2)铸钢的铸造性能。铸钢的流动性差,为防止产生浇不足等缺陷,铸钢件壁厚不能小于8mm,并采用较大的浇注系统的断面。铸型常采用干砂型或热型。铸钢的熔点较高,浇注温度相应也提高,一般为1 520~1 600℃;它的收缩率也比较大,因而极易产生粘砂、缩孔、裂纹等缺陷。为此,铸钢的型砂需采用耐火度较高的硅砂,铸件的壁厚要均匀,要提高砂型和型芯的退让性,并在厚壁处多设冒口以利于补缩等。
(3)铸造铜合金的铸造性能。铸造铜合金常在电热炉或坩埚炉中熔化。铜合金的熔点一般在1 200℃上下;流动性好,可浇注最小壁厚约3mm的复杂铸件;浇注温度低,对型砂和芯砂的耐火度要求不高,因此可采用细砂造型,以提高铸件表面质量,并可减少机械加工余量。铜合金易氧化,常用玻璃、食盐、氟石和硼砂等作熔剂,使氧化物和非金属夹杂物浮于金属液表面。铜合金收缩较大,易形成集中缩孔,需在壁厚部位设置冒口进行补缩。
(4)铸造铝合金的铸造性能。铸造铝合金也在电热炉或坩埚炉内熔化。铝合金熔点低,一般在660℃上下;流动性好,可浇注最小壁厚为2.5mm的铸件;铝合金在高温下的氧化吸气能力很强,为避免氧化和吸气,熔炼时应采用NaCl、KCl等为熔剂覆盖在液面上,使金属与炉气隔绝。浇注系统应在横浇道上多设内浇道,以使金属液平稳并较快地充满型腔,防止产生氧化吸气和浇不足等缺陷。
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